燃机电厂除氧器的工作原理

燃机电厂除氧器的工作原理

王亚普

(东莞中电第二热电有限公司)

摘要：除氧器的主要作用是除去锅炉给水中的氧气和其它不凝结气体，以保证给水的品质。若水中溶解氧气，就会使与水接触的金属被腐蚀，同时在热交换器中若有气体聚积，将使传热的热阻增加，降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的，尤其是氧气，它将直接威胁设备的安全运行。在火电厂采用热力除氧，除氧器本身又是给水回热系统中的一个混合式加热器，同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的高压疏水、排汽等均可汇入除氧器加以利用，减少发电厂的汽水损失。

一、无头除氧器的工作原理

来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，与其他各路疏水在除氧器内混合，经喷头或多孔管喷出，形成伞状水膜，与由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。此时，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被解析出来，达到除氧的目的。从水中析出的溶氧及其他气体则不断地从除氧器顶部的排汽管随余汽排出器外。进入除氧器的高加疏水也将有一部分水闪蒸汽化作为加热汽源，所有的加热蒸汽在放出热量后被冷凝为凝结水，与除氧水混合后一起向下经出水口流出。为了使除氧器内的水温保持在工作压力下的饱和温度，可通过再沸管引入加热蒸汽至除氧器内。除氧水则由出水管经给水泵升压后进入高压加热器

二、除氧设备技术参数

除氧器设备为东方锅炉厂有限责任公司制造，除氧器的型式为：无头卧式，型号为：YC2010。主要技术参数如下：设计出力2010t/h、最大出力2110t/h，设计压力为1.33MPa、设计温度为：376℃滑压运行范围0.15～1.012MPa。

三、除氧设备的结构

氧器为卧式双封头、喷头、再热沸腾管结构。外直径为3850mm，总长约31800mm，总高5660mm。外壳封头壁厚为28mm，筒身壁厚为25mm，材质均为16MnR。左、右封头上装设有DN600的人孔，供检修除氧器内件用。筒身顶上设有DN250的安全阀二只及其它接口。内件主要由混合水室，喷头，再热沸腾管，及下水管等组成。除氧器设三个支座，两端滚动，中间限位。相邻两支座间距为10000mm，筒体下方装设了防涡流装置的出水口三个及放水口等，筒身上还装设有单室平衡容器，就地磁翻板水位计，就地温度计，压力表等配套附件。在除氧系统上还装配有进水调节阀，进汽调节阀，溢流电动调节阀等。除氧器共布置有两只进口喷头（流量为1200t/h，由荷兰STORK公司进口），由于喷头弧形圆盘的调节作用，当机组负荷大时，喷头内外压差增大，弧形圆盘开度亦增大，流量随之增大。当机组负荷小时，喷头压差降低，弧形圆盘开度亦减少，流量随之减少。使喷出的水膜始终保持稳定的形态，以适应机组滑压运行。

四、除氧器联锁保护

（1）当除氧器水位升高到高Ⅰ值时，报警。

（2）当除氧器水位升高到高Ⅱ值时，联锁开启除氧器溢放水至凝汽器电动门。

（3）当除氧器水位升高到高Ⅲ值时，联开#3高加危急疏水调节门、联关四段抽汽至除氧器电动门和四抽逆止门1、2及4抽电动总门。

五、加热汽源的调节

当机组采用滑压运行时，作加热汽源的汽机四段抽汽至除氧器管道上不装设调节阀，除氧器内工作压力随四段抽汽压变化而相应变化。此时，调节阀装设在备用汽源至除氧器的管道上。若四段抽汽压力降至0.147MPa时，除氧器汽源应自动切换至辅助汽源，此时，除氧器作定压运行。压力信号由装在除氧器上信号管发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀，当机组负荷上升，四段抽汽压力回升到0.147Mpa时，辅助汽源亦应自动切换至四段抽汽。当机组作定压运行时，调节阀装设在加热蒸汽汽源前，压力信号由除氧器发出，再通过电子仪表控制进汽调节阀。压力信号亦引至集控室压力表，供运行人员监视用.

六、除氧设备的停运保护

除氧设备若停运在一周以内者，可以稍开备用汽源并关闭其它各种汽、水进出阀，进行热态保护，内部压力可维持在0.02MPa。当设备较长时间停运（一周以上）时，应放净内部积水进行充氮保护，维护充氮压力0.02MPa，或采用其它保护措施（如放防防腐剂等），以防除氧器内壁受氧气或其它有害气体的侵蚀。

1.除氧器(作用)

除氧器的主要作用是除去给水中的氧气,保证给水的品质。水中溶解了氧气,就会使与水接触的金属腐蚀;在热交换器中若有气体聚集就会妨碍传热过程的进行,降低设备的传热效果。因此水中溶解有任何气体都是不利的,尤其是氧气,它将直接威胁设备的安全运行。

除氧器又是给水回热系统中的一个混合式加热器,同时高压加热器的疏水、化学补水及全厂各处水质合格的疏水、排气等均可通入除氧器汇总并加以利用,减少发电厂的汽水损失。当水和某种气体混合物接触时,就会有一部分气体融解到水中去。气体的溶解度就是表示气体溶解于水中的数量,以毫克/升计值,它和气体的种类以及它在水面的分压力、和水的温度有关。在一定的压力下,水的温度越高,气体的溶解度就越小；反之,气体的溶解度就越大。同时气体在水面的分压力越高,其溶解度就越大,反之,其溶解度也越低。天然水中常含有大量溶解的氧气,可达10毫克/升。汽轮机的凝结水可能融有大量氧气,因为空气能通过处于真空状态下的设备不严密部分渗入进去。此外,补充水中也含有氧气及二氧化碳等其他气体。液面上气体混合物的全压力中，包括有液体蒸汽的分压力，将水加热时,液面附近水蒸气的分压力就会增加,相应的液面附近其他气体的分压力就会降低。当水加热到沸点时,蒸汽的分压力就会接近液面上的全压力,此时液面上其他气体的分压力几乎接近于零,于是这些气体将完全从水中清除出去。要达到这一点,不仅要将水加热到沸点,还要使液面上没有这些气体存在,即将逸出的气体随时排走。

2、除氧器工作原理：（膜式除氧器）

除氧器总体设计成两级除氧结构。

第一级：除氧装置由起膜装置和淋水箅子所组成汽轮机的凝结水和化学补充水以及其它低于饱和温度下的各种疏水都进入起膜装置的水室中混合，混合后的水经过固定在上、下管板上的起膜喷管的喷孔以射流方式在起膜喷管的内壁上形成高速向下旋转的水膜。向下流动的水膜与上升的加热蒸汽接触后产生强烈的热交换过程，当旋转的水膜流出起膜管时，水温基本上接近了饱和温度，水中的溶解氧将被除掉90%—95%。

水膜流出起膜管后形成椎形裙体，并在重力和蒸汽流的作用下被冲破而形成水滴，降落在淋水箅子上。

淋水箅子由五层30㎜×30㎜等边角钢构成，除氧水经过各层箅子同蒸汽进一步的进行热交换，同时也为除氧水进入液体网填料盒进行均匀分配。

液汽网填料盒是除氧器第二级除氧装置。

液汽网填料盒根据实际情况设计成单层或双层。液汽网是一种新型高效填料，它是由不锈钢扁丝（0.1㎜×0.4㎜）以Ω形编织成的网套，把液体网按其自然状态盘成圆盘，圆盘直径相当于液汽网盒框体的内径，在圆盘的上下用扁钢和Φ14钢筋将其固装在液汽网的框体内，除氧水经过液汽网盒使汽水更加充分接触，可将水中溶解最大限度地高析出来，这一除氧过程保证了除氧器在变工况运行时的适应性能和稳定性能。

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